激光雷达信号处理设备和激光雷达设备制造技术

提供了激光雷达信号处理设备和激光雷达设备，能够使用光学装置准确地测量到测量对象的距离，该激光雷达信号处理设备包括飞行长度导出单元、车辆的垂直倾斜度测量单元、车辆的水平倾斜度测量单元、可靠性确定单元和数据处理单元。

Lidar signal processing equipment and lidar equipment

【技术实现步骤摘要】
激光雷达信号处理设备和激光雷达设备相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月13日提交的韩国专利申请No.10-2018-0138981的优先权，其内容以全文引用的方式并入。
本公开涉及一种激光雷达信号处理设备和激光雷达设备，更具体地，涉及一种能够使用光学装置精确地测量到测量对象的距离的激光雷达信号处理设备和激光雷达设备。
技术介绍
光检测和测距(激光雷达，LIDAR)设备是一种传感器，它用于发射激光，然后接收从障碍物反射的反射波，以借助激光的传播时间来测量到障碍物的距离。就功能而言，这种激光雷达设备类似于无线电检测和测距(雷达，RADAR)设备。但是，与使用无线电波的雷达设备不同，激光雷达设备使用光，因此被称为“视频雷达”。由于光和微波之间的多普勒效应差异，激光雷达在方位角分辨率、距离分辨率等方面具有比雷达更好的特性。作为激光雷达的主要性能指标，可有最大/最小测量距离、距离分辨率、水平视野、垂直视野、角分辨率等。如今，为了通过扩展激光器的转向角来改善激光雷达的视野性能，正在开发诸如电动机旋转、微镜、光学相控阵、VCSEL阵列等的技术。对于现在最常用的电动机旋转技术而言，扩展水平视野很容易，但是扩展垂直视野需要几个激光二极管或棱镜光学系统。棱镜光学系统由于激光的散射而具有有限的测距性能，因此主要使用采用几个多通道激光二极管的方案。考虑到激光雷达传感器的安装位置，这样的现有激光雷达设备可在水平方向上采用各种电动机驱动系统，以确保宽视野，但是在垂直方向上，即，车辆的高度方向上的视野可能受到限制。为了确保垂直方向上的视野，采用具有单独通道的激光二极管以及光电二极管，该激光二极管发射激光使得激光关于垂直方向朝向道路倾斜，光电二极管接收激光。然而，增加通道的数量是限制性的，并且当车辆相对于道路的实际倾斜方向由于道路上的障碍物而变得不同时，难以确保障碍物检测信息的可靠性。因此，例如，当车辆通过道路上的石头，或者通过道路上的斜坡或坑洼时，激光的发射范围发生变化，因此不能准确地确定正在接近的障碍物。
技术实现思路
本公开提供了一种激光雷达信号处理设备和激光雷达设备，其能够通过实时地获得关于道路的车辆倾斜度来检查所检测信息的可靠性，该车辆倾斜度是通过使用用于发射激光使激光朝向道路倾斜的传感器和通过传感器获得的飞行距离，从现有车辆的理想垂直倾斜度和水平倾斜度减去实际测量的垂直倾斜度和水平倾斜度而获得的。然而，上述仅仅是示例性的，并且本公开的范围不限于此。根据示例性实施方式，一种激光雷达信号处理设备包括：飞行长度导出单元，被配置为导出发射的第一激光的飞行长度，第一激光被发射成从车辆向道路倾斜；车辆的垂直倾斜度测量单元，被配置为从所述飞行长度估计车辆关于所述道路的垂直倾斜度；车辆的水平倾斜度测量单元，被配置为从飞行长度估计车辆关于道路的水平倾斜度；可靠性确定单元，被配置为基于车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度确定所检测信息的可靠性；和数据处理单元，被配置为在所检测信息被确定为可靠时将所检测信息作为有效数据处理，并且在所检测信息没有被确定为可靠时将所检测信息作为无效数据处理或输出警告消息。在实施方式中，飞行长度导出单元可使用从道路上的第一位置接收的关于被发射成基于车辆的高度方向以第一角度朝向道路倾斜的第一激光的反射光来计算飞行时间(TOF)，并使用计算出的TOF导出第一激光的飞行长度。在实施方式中，车辆的垂直倾斜度测量单元可根据导出的飞行光和被配置为发射第一激光的传感器的安装高度来计算实际垂直倾斜度，从理想垂直倾斜度减去实际倾斜度，并估计车辆的垂直倾斜度，并且车辆的水平倾斜度测量单元可确定第一激光的左右参考图案(leftandrightreferencepatterns)PT是否在容错范围内，当左右参考图案PT在容错范围内时，从理想水平倾斜度计算实际水平倾斜度，并从理想水平倾斜度中减去实际水平倾斜度，以估计车辆的水平倾斜度。在实施方式中，当车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度在基于在车辆和道路都平行的状态下测得的理想数的正常范围内时，可靠性确定单元可将所所检测信息确定为可靠，并且在超出正常范围时，可不将所检测信息确定为可靠。根据另一示例性实施方式，一种激光雷达信号处理方法，包括：飞行长度导出步骤，用于导出发射的第一激光的飞行长度，以便从车辆向道路倾斜；车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度估计步骤，用于从飞行长度估计相对于道路的车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度；可靠性确定步骤，用于基于车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度确定所检测信息的可靠性；和数据处理步骤，用于在确定所检测信息可靠时将所检测信息作为有效数据处理，并且在所检测信息未确定为可靠时将所检测信息作为无效数据处理或输出警告消息。在实施方式中，在飞行长度导出步骤中，可使用相对于第一激光从道路上的第一位置接收的反射光来计算飞行时间(TOF)，第一激光已经被发射以便基于车辆的高度方向以第一角度朝向道路倾斜，并使用计算出的TOF导出第一激光的飞行长度。在实施方式中，在车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度估计步骤中，可参考导出的飞行光和被配置为发射第一激光的传感器的安装高度来计算实际垂直倾斜度，可从理想的垂直倾斜度减去实际倾斜度以估计车辆的垂直倾斜度，可确定第一激光的左右参考图案PT是否在容错范围内，当左右参考图案PT在容错范围内时，可从理想水平倾斜度计算实际水平倾斜度，然后可从理想水平倾斜度中减去实际水平倾斜度，以估计车辆的水平倾斜度。在实施方式中，在可靠性确定步骤中，当基于在车辆和道路都平行的状态下测得的理想数，车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度在正常范围内时，所所检测信息被确定为可靠，并且在超出正常范围时，所检测信息可能不能被确定为可靠。根据又一示例性实施方式，一种激光雷达设备，包括：传感器，被配置为发射第一激光，使得第一激光以第一角度从车辆朝向道路倾斜，并接收反射波；飞行长度导出单元，被配置为导出第一激光的飞行长度；车辆的垂直倾斜度测量单元，被配置为从飞行长度估计车辆相对于道路的垂直倾斜度；车辆的水平倾斜度测量单元，被配置为从飞行长度估计车辆相对于道路的水平倾斜度；可靠性确定单元，被配置为基于车辆的垂直倾斜度和车辆的水平倾斜度确定所检测信息的可靠性；和数据处理单元，被配置为在确定从传感器检测的信息可靠时将从传感器所检测的信息作为有效数据处理，并且在确定从传感器所检测的信息不可靠时将来自传感器的传感器信息作为无效数据处理或输出警告消息。在实施方式中，传感器可包括：安装在车辆中的多个激光二极管，能够以各种角度发射各种通道的激光束；和多个光电二极管，被配置为能够针对每个激光二极管接收各种通道的激光束。附图说明根据结合附图的以下描述，可更详细地理解示例性实施方式，其中：图1是示意性示出根据本公开的一些实施方式的激光雷达信号处理设备和激光雷达设备的示意图；图2是示出图1的激光雷达信号处理设备的框图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达信号处理设备，包括：/n飞行长度导出单元，被配置为导出被发射成从车辆朝着道路倾斜的第一激光的飞行长度；/n车辆的垂直倾斜度测量单元，被配置为根据所述飞行长度估计关于所述道路的车辆的垂直倾斜度；/n车辆的水平倾斜度测量单元，被配置为根据所述飞行长度估计关于所述道路的车辆的水平倾斜度；/n可靠性确定单元，被配置为基于所述车辆的垂直倾斜度和所述车辆的水平倾斜度确定所检测信息的可靠性；以及/n数据处理单元，被配置为在所检测信息被确定为可靠时将所检测信息作为有效数据处理，并且在所检测信息没被确定为可靠时将所检测信息作为无效数据处理或输出警告消息。/n

【技术特征摘要】
20181113 KR 10-2018-01389811.一种激光雷达信号处理设备，包括：
飞行长度导出单元，被配置为导出被发射成从车辆朝着道路倾斜的第一激光的飞行长度；
车辆的垂直倾斜度测量单元，被配置为根据所述飞行长度估计关于所述道路的车辆的垂直倾斜度；
车辆的水平倾斜度测量单元，被配置为根据所述飞行长度估计关于所述道路的车辆的水平倾斜度；
可靠性确定单元，被配置为基于所述车辆的垂直倾斜度和所述车辆的水平倾斜度确定所检测信息的可靠性；以及
数据处理单元，被配置为在所检测信息被确定为可靠时将所检测信息作为有效数据处理，并且在所检测信息没被确定为可靠时将所检测信息作为无效数据处理或输出警告消息。


2.根据权利要求1所述的激光雷达信号处理设备，其中，所述飞行长度导出单元使用从所述道路上的第一位置接收的关于被发射成以基于所述车辆的高度方向的第一角度朝着所述道路倾斜的所述第一激光的反射光来计算飞行时间，并使用计算出的所述飞行时间导出所述第一激光的所述飞行长度。


3.根据权利要求2所述的激光雷达信号处理设备，其中，所述车辆的垂直倾斜度测量单元根据导出的所述飞行长度和被配置为发射所述第一激光的传感器的安装高度来计算实际垂直倾斜度，从理想垂直倾斜度减去所述实际垂直倾斜度，并且估计所述车辆的垂直倾斜度，并且
所述车辆的水平倾斜度测量单元确定所述第一激光的左右参考图案是否在容错范围内，当所述左右参考图案在所述容错范围内时，根据理想水平倾...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑昶旭，
申请(专利权)人：奥特润株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR